Методика расчетно-экспериментального определения выделений (выбросов) загрязняющих веществ с поверхностей испарения на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки

Назва: 
Методика расчетно-экспериментального определения выделений (выбросов) загрязняющих веществ с поверхн

Download

АОЗТ "Кубаньэко"-ЛТД

Согласовано:                                                                                                                 Утверждаю:

Зам. начальника                                                                                                           Президент АОЗТ

Департамента                                                                                                                "Кубаньэко"-ЛТД

государственного

экологического

контроля                                                                                                                                                  Е.В.Бакаев

_______С.В.Маркин                                                                                                    "___ "_________ 1996 г.

"___ "______ 1996 г.

МЕТОДИКА

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫДЕЛЕНИЙ (ВЫБРОСОВ) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ПОВЕРХНОСТЕЙ ИСПАРЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЕХИМИИ И НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1.   Настоящим документ:

-      разработан в соответствии с Законом Российской Федерации "Об охране окружающей среды" с целью получения данных о выбросах загрязняющих веществ с открытых (полузакрытых) поверхностей испарения объектов очистных сооружении и блоков оборотного во­доснабжения: ливнесброс, песколовка, нефтеловушка, пруд дополнительного отстоя, нефтеотделитель и т.д.;

-      устанавливает методику определения параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с открытых поверхностей испарения;

- распространяется на открытые (полуоткрытые) поверхности испарения объектов очистных сооружений и блоков оборотного водоснабжения, эксплуатируемые на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки;

-     применяется предприятиями и территориальными комитетами по охране природы.

1.2.   Полученные по настоящему нормативному документу результаты используются при учете, нормировании выбросов с открытых (полуоткрытых) поверхностей испарения объектов очистных сооружений и блоков оборотного водоснабжения и ведомственному контролю за соблюдением установленных нормативов выбросов.

2. ССЫЛКА НА НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Метод разработан в соответствии со следующими нормативными документами:

2.1.              ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. М., Изд-во стандартов, 1980.

2.2.              ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Метеоро­логические аспекты загрязнения и промышленные выбросы. М., Изд-во стандартов, 1978.

2.3.              ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С-Пб., ДНТП, 1992.

3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Метод предназначен для определения количества выбросов вредных веществ в атмосферу с открытых (полузакрытых) поверхнос­тей испарения объектов очистных сооружений и блоков оборотного водоснабжения: ливнесброс, песколовка, нефтеловушка, пруд допол­нительного отстоя, нефтеотделитель и т.д.

Метод основан на снятии газовоздушного баланса от источника испарения путем определения концентрации вредного ингредиента и скорости воздушного потока в условных плоскостях источника с наветренной и подветренной сторон.

4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

4.1.   Настоящий балансовый метод определения выбросов пре­дусматривает проведение на объекте следующих измерений:

-  скоростей и температур газовоздушного потока;

- барометрического давления атмосферного воздуха;

-  концентраций углеводородов в пробах воздушного потока до и после объекта;

- концентрации вредного ингредиента в пробах газовоздушного потока до и после объекта;

-  геометрических размеров обследуемого объекта.

4.2.   Скорость газовоздушного потока определяют анемометрами ГОСТ 6376-64:

-     при скорости ветра от 1 до 4 м/с - анемометром АГО-3;

-     при скорости ветра более 4 м/с - анемометром МС-13.

4.3.   Температуры газовоздушного потока (воздуха) измеряют ртутными термометрами по ГОСТ 13646-68.

4.4.   Давление атмосферного воздуха измеряют метрологическим мембранным барометром по ТУ 23696-70.

4.5.   Концентрации углеводородов в пробах воздуха определяют по методике "Газохроматографическое определение содержания пре­дельных углеводородов С110 (суммарно), непредельных углеводородов С25 (суммарно) и ароматических (бензола, толуола, этилбензола, ксилолов, стирола) при их совместном присутствии в воздухе". Концентрации сероводорода, фенола и других веществ оп­ределяют по методике [2-4].


1.      Сборный шест

2.       Направляющая рамка

3.           Крепежная трубка

4.           Крепление для шприца

5.           Шприц емкостью 100 мл

6.      Игла

7.      Предохранительная сетка

8.      Стакан

9.      Монтажный пояс

Рис.4.1. Устройство для отбора проб газовоздушного потока.


1.             Условная плоскость с наветренной стороны

2.             Условная плоскость с подветренной стороны

3.             Источник газовыделения

Рис. 4.2. Схема расположения условных плоскостей при заданном направлении ветра.

4.6.   Для отбора проб воздуха с целью определения концентрации вредных веществ в условных плоскостях используется пробоотборное устройство, изображенное на рис. 4.1. Устройство состоит из сборного шеста 1 длиной около 5 м, направляющей рамки 2, крепежной трубки 3, крепления для шприца 4 и шприца 5 емкостью 100 мл. Шприц снабжают иглой 6 малого диаметра с тем расчетом, чтобы поршень шприца, опускаясь под действием собственной силы тяжести, наполнял цилиндр отбираемым воздухом в течение 5 - 10 минут. Отбор проб воздуха производится в цельностеклянные шприцы емкостью 100 мл и осуществляется в соответствии с рис. 4.2.

В качестве пробоотборного шеста можно использовать телескопические удочки из синтетического материала, длиною не менее 4 м, на конце который аналогично шесту крепятся пробоотборные уст­ройства.

4.7.   Геометрические размеры обследуемого источника испаре­ния замеряют рулеткой (ГОСТ 7502-89) .

5. ХОД ПОДГОТОВКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1.   До начала измерений проводят следующие подготовитель­ные работы:

-     выбирают проекции условных плоскостей с учетом геометри­ческих размеров объекта и направления ветра (см. рис. 4.2);

-     подготавливают к использованию приборы, пробоотборные устройства и другие средства измерений, согласно требованиям соответствующих ГОСТов, инструкций заводов-изготовителей и хроматографической методики;

-     выписывают из проекта данные о геометрических размера типовых (стандартных) объектов.

5.2.   Проводят на объекте испытаний следующие измерения:

-     температуры и барометрического давления воздуха;

-     скорости газовоздушного потока на высоте 1.5 - 2.0 м с на­ветренной и подветренной сторон.

Примечание: Газовоздушный баланс следует проводить в интервалах скоростей ветра

0.0 - 7.0 м/сек.

1.       Условная плоскость

2.       Шприц

3.       Источник газовыделения

Рис. 5.1. Примерный путь движения шприца

 по проекции условной плоскости при отборе проб


Таблица 5.1

Расчетная таблица параметров выбросов вредных веществ с объектов очистных сооружений

и нефтеотделителей блоков оборотного водо­снабжения

Дата отбора проб

Наименование

№№ систе­мы

Источ­ник

Геометрические размеры

Ско­рость ветра на вы­соте

3 м, W, м/сек

Опыт- ный коэф­фици­ент К

Тем­пера-тура атмо­сфер­ного возду­ха, t, °С

Дав­ление атмо­сфер­ного возду­ха Рa, ммт. ст.

Концентрация

углеводородов (суммарно) в пробах воздуха

 

цех

объект

Источник

Условная плоскость

 

длина n, м

ши­рина m, м

на­прав­ление ветра по от­ноше­нию к источ­нику α, град.

длина

l, м

ши­рина α, м

 

Навет­рен­ная сторо­на Ссвх , мг/м3

Под­ветрен-ная сторо­на Ссух ,

мг/м3

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

 
                                 

продолжение таблицы 5.1

Концентрация вредных веществ над поверхностью испарения, С, мг/м3

Выбросы углеводо­родов в атмосферу за один цикл ис­пытаний, Мц, г/сек

ΣCH

ΣСН непре­дель­ные

Ароматические

H2S

С6Н6О

NH3

   

бензол

толулол

m+n ксилоты

о-кси­лол

этил-бензол

   

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

                             


- осуществляют отбор проб газовоздушного потока одновремен­но в условных плоскостях с наветренной и подветренной сторон (см. рис. 5.1). При этом шприцы с помощью пробоотборных уст­ройств перемещают равномерно по створам условных плоскостей в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Такой способ отбора обеспечивает представительность проб, так как отобранные пробы воздуха имеют средние значения концентраций вредных веществ в ветровом потоке.

В отобранных пробах воздуха определяются хроматографическим путем концентрации углеводородов (суммарно), C110 + индивидуальной ароматики.

Для определения выбросов других компонентов над поверхностью испарения жидкости (на высоте 10 - 15 см) проводят отбор проб воздуха на определение концентрации в нем определяемого компонента и углеводородов (суммарно). Объемы отобранных проб для каждого компонента устанавливаются в соответствии с требованиями, изложенными в [1], где также приводятся принципиальные схемы отбора проб воздуха.

Результаты проведенных подготовительных работ (определения геометрических размеров источника испарения, единичных газовоздушных балансов, расчета проекции условной плоскости) заносят в таблицу 5.1.

6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

ОТ ИСТОЧНИКА ИСПАРЕНИЯ

Определение геометрических характеристик условной плоскости. 6.1.

При направлении ветра под углом к объекту.

Длина проекции условной поверхности l (м) при направлении ветра, как это указано на

рис. 6.1(а), принимается равной:

l = (1.18 * m + n) * sin α + 0.18 * n * cos α + 6

где n, m - длина и ширина объекта, м.

Ширина проекции условной поверхности а (м) принимается равной:

а = m * sin α + n * cos α + 3


Рис. 6.1. Выбор проекций условных плоскостей


6.2.   При направлении ветра вдоль объекта.

В соответствии с Рис. 6.1(б), длина l принимается равной:

l = 0.35 · n + m

Ширина проекции a принимается равной:

а = n + 3

7. РАСЧЕТ ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

7.1.   Выбросы углеводородов в атмосферe за один цикл испыта­ний (Мц, г/с) определяют по формуле:

где

 - скорость ветра на высоте 3 м, м/с;

lц - длина условных плоскостей, м;

Pц - атмосферное давление воздуха, мм.рт.ст.;

tц - температура воздуха, °С;

,  - соответственно средние концентрации угле­водородов в условных плоскостях подветренной и наветренной сторон, мг/м3;

К - опытный коэффициент, принимают в зависимости от значе­ния "а" по таблице 7.1.

7.2.   Выбросы i-го компонента, (г/с), рассчитываются по формуле:

где

Ci, Ссн - соответственно концентрации i-го компонента и углеводородов (суммарно) над поверхностью испарения;

 - выбросы углеводородов (суммарно), г/с.


Таблица 7.1

Значения поправочных коэффициентов "К"

в зависимости от ширины условной поверхности "а".


а

К

а

К

а

К

а

К


а

К

менее

17

1.000

42

1.143

88

1.389

142

1.615

280

2.040

43

1.149

90

1.399

144

1.622

290

2.066


17

1.002

44

1.155

92

1.408

146

1.630

300

2.091


18

1.005

45

1.161

94

1.417

148

1.637

310

2.115


19

1.008

46

1.167

96

1.427

150

1.644

320

2.141


20

1.012

47

1.173

98

1.436

155

1.662

330

2.165


21

1.017

48

1.179

100

1.444

160

1.679

340

2.189


22

1.022

49

1.185

102

1.453

165

1.698

350

2.211


23

1.027

50

1.190

104

1.462

170

1.715

360

2.234


24

1.032

52

1.197

106

1.471

175

1.731

370

2.257


25

1.038

54

1.214

108

1.479

180

1.748

380

2.279


26

1.050

56

1.225

110

1.488

185

1.764

390

2.301


27

1.054

58

1.236

112

1.496

190

1.781

400

2.323


28

1.056

60

1.248

114

1.505

195

1.797

410

2.344


29

1.062

62

1.258

116

1.513

200

1.812

420

2.365


30

1.068

64

1.269

118

1.521

205

1.823

430

2.386


31

1.074

66

1.280

120

1.529

210

1.843

440

2.407


32

1.081

68

1.291

122

1.538

215

1.859

450

2.427


33

1.087

70

1.301

124

1.545

220

1.873

460

2.447


34

1.093

72

1.311

126

1.553

225

1.888

470

2.466


35

1.099

74

1.322

128

1.561

230

1.903

480

2.486


36

1.105

76

1.332

130

1.569

235

1.917

490

2.506


37

1.112

78

1.341

132

1.577

240

1.931

500

2.525


38

1.118

80

1.351

134

1.584

245

1.945

550

2.617


39

1.124

82

1.361

136

1.592

250

1.959

600

2.705


40

1.131

84

1.371

138

1.600

260

1.987

650

2.783


41

1.136

86

1.380

140

1.607

270

2.013

700

2.869


7.3.   Средние выбросы за соответствующие периоды года (Мi ,г/с) рассчитываются по формуле:

где n - число единичных определений.

Среднегодовые выбросы составляют (Мг, г/с)

где Мт, Мх - средние выбросы соответственно за теплый и холодный периоды года.

Удельные выбросы за периоды года  рассчитываются:

где F - площадь источника испарения, м2.

Валовые выбросы за периоды года (Пi,т/год) рассчитываются:

Пi = Mi*mi*3600*10-6

где

Мi - выбросы (г/с) за соответствующий период года;

mi - количество часов эксплуатации источника за период года, ч.

Результаты расчета записываются в табл. 7.2.

Сведения по инвентаризации выбросов вредных веществ с открытых поверхностей испарения сводятся в табл. 7.3.


Таблица 7.2

РАСЧЕТ ГОДОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ С ОТКРЫТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИСПАРЕНИЯ

Дата об­следова­ния

наименование

№№ системы

источник

Периоды года

цех

объект

теплый (2 и 3 кварталы)

холодный (1 и 4 кварталы)

кол-во циклов испыта­ний, nт, шт.

Среднее значение выбро­сов,  ц.т., г/с

Кол-во часов эксплуа­тации объекта, mт, час.

кол-во выбросов ΣCH за теп­лый пе­риод года Мт, г/с.

кол-во циклов испыта­ний nх, шт.

средние значения выбро­сов, Мц.х., г/с.

кол-во часов эксплуа­тации объекта, mх, час.

кол-во выбросов ΣСН за холод­ный пе­риод го­да, Мх, г/сек.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

                         

продолжение таблицы 7.2

Выбросы вредных веществ в атмосферу (Пг)

ΣCH

ΣСН непре­дельный

Ароматические

г/сек

т/год

г/сек

т/год

бензол

толулол

м+n ксилоны

о - ксилолы

этилбензол

   

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

                                   

продолжение таблицы 7.2

Выбросы вредных веществ в атмосферу (Пг)

Сероводород

Фенол

Аммиак

     

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

г/сек

т/год

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

                       


Таблица 7.3

Инвентаризация выбросов вредных веществ с открытых поверхностей испарения

№ источни­ка инвента­ризации

Наименова­ние источ­ника

количество объектов источника

геометриче­ские разме­ры источника:

длина, ширина, высота

вредные ингредиенты

выбросы

1

2

3

4

5

6

7

г/сек

8

т/год

9

                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 


Приложение А.

Примеры расчета.

1. Определить выбросы вредных веществ в атмосферу от нефтеловушки №1 системы промканализации при направлении ветра под углом к объекту.

Исходные данные для расчета приводятся в нижеследующей таб­лице.

Дата обсле­дования


Наимено­вание объекта


Размеры объекта,

м


Концентрации в усл. поверх., мг/м3


w

м


p

мм

рт. ст.


t

°С


α

град

n

m


15.06.85

Нефтелову­шка №1

36

24

18.4

5.6

3.6

755

+14

35


-"-

-"-

36

24

15.7

4.9

3.7

755

+15

35


-"-

-"-

36

24

16.9

5. 1

3.5

755

+15

35


22.11.85

-"-

36

24

12.9

4.6

4.0

758

-19

35


24.11.85

-"-

36

24

13.6

4.6

4.2

758

-19

35

-"-

-"-

36

24

13.1

4.7

4.1

758

-18

35

Определение длины проекции условной поверхности:

1 = (1.18*m + n)*sinα + 0.18*n*cosα+6=

= (0.18*24 + 36)*0.5736 + 0.18*36*0.8192 + 6 = 36.89 + 3.72 + 6 = 46.61 м

Определение ширины проекции условной поверхности:

а = m*sinα + n*cosα + 3 = 24*0.5736 + 36*0.8192 + 3 = = 13.77 + 29.49 + 3 = 46.26 м

Значение коэффициента "К" находим по таблице 7.1: К=1.169

Определение единичных выбросов за период обследования:

Определение годовых выбросов углеводородов в атмосферу.

Определение средних значений выбросов углеводородов в ат­мосферу за один цикл испытания.

За теплый период обследования:

За холодный период обследования:

Определение выбросов вредных веществ в атмосферу за периоды года:

Пт = 14.02*4368*3600*10-6 = 220.46 т/пер

Пх = 13.16*4368*3600* 10-6 = 206.93 т/пер

Определение годовых выбросов углеводородов в атмосферу:

Пг = 220.46 + 206.93 = 427.39 т/год

2. Определить выбросы углеводородов (суммарно) в атмосферу от нефтеловушки №2 системы промканализации при совпадении нап­равления ветра с направлением объекта.

Исходные данные приводятся в нижеследующей таблице.

Дата

обсле­дования

Наимено­вание

объекта

Размеры объекта,

м

Концентрации

в усл. поверх.,

мг/м3

w

м

Р

мм

рт.

ст.

t

°С

n

m

17.06.85

Нефтеловушка №2

36

24

19.5

6.4

3.6

755

+20

-"-

-"-

36

24

21.4

6.9

3.5

755

+20

-"-

-"-

36

24

20.9

6.9

3.5

755

+21

21.12.85

-"-

36

24

15.6

5.1

4.1

760

-15

22.12.85

-"-

36

24

16.1

5.7

3.9

760

-15

-"-

-"-

36

24

15.9

5.4

4.0

760

-15

Определение длины проекции условной поверхности:

1 = 0.35*n + m = 0.35*36 + 24 = 36.6 м

Определение ширины проекции условной поверхности:

а = n + 3 = 36 + 3 = 39.0 м

Значение коэффициента "К" находим по таблице 7.1: К=1.124.


ЛИТЕРАТУРА

1.        Методические указания по определению и расчету вредных выбросов из основных источников предприятий нефтепере­рабатывающей и нефтехимической промышленности СССР. М., 1984.

2.        Сборник временных отраслевых методик для определения за­грязняющих веществ в атмосферном воздухе в районах раз­мещения предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР. Казань, 1985.

3.        Сборник методик, по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л., Гидрометеоиздат, 1987.

4.        Перечень методик по определению концентрации загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, допущенных к применению. С.Пб., 1994.

СОДЕРЖАНИЕ

1.         Введение

2.         Ссылки на нормативные документы

3.         Общие положения

4.         Методы и средства измерения

5.         Ход подготовки и проведения измерений

6.      Расчет параметров выбросов вредных веществ в атмосферу от источников испарения

7.      Расчет валовых выбросов вредных веществ в атмосферу

Приложения

А. Примеры расчета

Литература

Download